SPMATOPHYTES OR PHANEROGAMS: الخصائص ، التصنيف ، التطور - مادة الاحياء - 2025

و espermatofitas أو النباتات المزهرة، والمعروفة أيضا باسم "النباتات البذرية" هي النسب التفرد كبير من النباتات التي تنتمي إلى مجموعة lignofitas (النباتات الخشبية) والتي تصنف كلا كاسيات البذور (النباتات المزهرة) كما عاريات البذور (الصنوبريات وما شابه).

تشكل نباتات الحيوانات المنوية مجموعة منفصلة عن الخلايا الجذعية بفضل الميزة المشتركة لتنمية البذور ، والتي توصف في الكتب المدرسية بأنها "حداثة تطورية" للمجموعة.

صورة لشجرة تفاح ، نبات منوي (المصدر: دبليو كارتر / CC0 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

كلمة "spermatophyte" تعني حرفياً "نباتات ذات بذور" ، حيث تأتي من الكلمات اليونانية "sperma" ، والتي تعني البذور ، و "phyton" ، والتي تعني نبات.

تعتبر نباتات الحيوانات المنوية واحدة من أهم الكائنات الحية على وجه الأرض ، حيث أن كلا من كاسيات البذور وعاريات البذور هما مجموعتان وفيرتان للغاية ضروريتان لعمل جميع النظم البيئية الأرضية تقريبًا.

إذا فكرت في الأمر بسرعة ، فربما تكون النباتات التي تحتوي على بذور هي المجموعة الأكثر شيوعًا لمعظم الناس ، ليس فقط من منظور غذائي (حيث يتم الحصول على الزيوت والنشويات والبروتينات من بذور العديد من النباتات) ، ولكن أيضًا من وجهة نظر المناظر الطبيعية.

نباتات الحيوانات المنوية هي الأخشاب الحمراء العملاقة في كاليفورنيا ، والأشجار الكبيرة والمورقة في غابات الأمازون المطيرة ، والزنابق والورود ، والأرز ، والشوفان ، والذرة ، والقمح ، والشعير ، من بين آلاف الأنواع الأخرى.

خصائص الحيوانات المنوية

- السمة الرئيسية للحيوانات المنوية أو phanerogams هي إنتاج البذور بعد التلقيح ، أي كمنتج ناتج عن اندماج خليتين جنسيتين.

- إنها كائنات حية ضوئية ، أي أنها تحتوي على البلاستيدات الخضراء التي تحتوي على الكلوروفيل ، لذلك يمكنها تحويل الطاقة الضوئية من أشعة الشمس إلى طاقة كيميائية قابلة للاستخدام.

- ينقسم جسم هذه الخضروات إلى جذر وساق وأوراق.

- بعض الحيوانات المنوية ، كاسيات البذور ، تنتج الأزهار ومن هذه الأزهار تنشأ الثمار ، وهي تلك التي تحتوي على البذور.

- لا تنتج عاريات البذور أزهارًا ، لكن لديها هياكل متخصصة لدعم البذور.

- تمتلك معظم الحيوانات المنوية أنسجة وعائية متطورة ، تتكون من نسيج الخشب والقصبات.

- يتم توزيعها على نطاق واسع فوق المحيط الحيوي ، لذا فهي تحتل مئات الموائل المختلفة.

- قد يكون لديهم أنسجة ذات نمو ثانوي أم لا.

الموطن

تنمو النباتات المزهرة (كاسيات البذور) في أي منطقة صالحة للسكن تقريبًا على الأرض (باستثناء الغابات الصنوبرية) ، وقد تهيمن حتى على بعض النظم البيئية المائية. لذلك ، فهم قادرون على العيش:

- الصحارى

- السهول

- سيرانياس

- المحيطات والبحار والأنهار

وبالمثل ، فإن عاريات البذور ، والنباتات الأخرى التي تحتوي على بذور ، تتمتع أيضًا بمرونة كبيرة فيما يتعلق بالموائل التي يمكن أن تحتلها ، على الرغم من أنها تقتصر بشكل أكبر على البيئات الأرضية وغير المائية.

التصنيف والتصنيف

تنتمي نباتات البذور إلى قسم Spermatophyta. في هذا التقسيم يتم تجميع السرخس مع بذور "Pteridosperms" وعاريات البذور و كاسيات البذور.

سرخس البذور هي مجموعة تتكون أساسًا من النباتات الأحفورية ، لذلك غالبًا ما تُعتبر النباتات المنوية من عاريات البذور وكاسيات البذور.

عاريات البذور

مخاريط الصنوبر ، عاريات البذور (المصدر: Sridhar Rao / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) عبر ويكيميديا ​​كومنز)

كلمة "عاريات البذور" تعني "نباتات ببذور عارية" (عاريات البذور ، وتعني "عارية" والحيوانات المنوية ، وتعني "البذور").

اعتمادًا على الدراسة التي يتم تحليلها ، تعتبر هذه المجموعة من النباتات مجموعة "غير طبيعية" ، نظرًا لأن أعضائها من أصل شبيه بالنباتات ، مما يعني أنه لا يوجد جميعهم نفس السلف المشترك ؛ أو أنها مجموعة monophyletic ، شقيق كاسيات البذور.

- يلتقي أعضاء المجموعة في هذا التقسيم لأنهم يشتركون في الصفة المشتركة (أبومورفي) وهي عدم إنتاج الأزهار.

- بالإضافة إلى أن هذه النباتات لها هياكل تعرف باسم "المخاريط" ، بعضها أنثى ورجل واحد.

- لا يتم تغليف البذور داخل جدار الفاكهة بعد الإخصاب.

- لها أوراق ملفوفة ، على شكل إبرة ، وفيرة بالشمع.

تنقسم عاريات البذور إلى السلالات التالية:

- السيكادوفيتا ، السلالة يعتقد أنها الأكثر قاعدية

- الجنكوفيتا

- الصنوبريات ، الصنوبريات

- Gnetophyta أو Gnetales ، وتصنف أحيانًا ضمن مجموعة الصنوبريات

كاسيات البذور

زهور تترادينيا ريباريا ، كاسيات البذور. Conrado / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

على العكس من ذلك ، فإن النباتات المزهرة هي مجموعة أحادية النواة مثبتة ، وتعتبر مجموعة شقيقة لعاريات البذور. إنها إلى حد بعيد أكثر مجموعات النباتات وفرة وتنوعًا ونجاحًا على الإطلاق ، وتضم أكثر من 95 ٪ من جميع أنواع النباتات الحية اليوم.

كما أنها تعتبر من أهم المصانع للنظام الاقتصادي العالمي ، حيث لا يتم استغلالها فقط لإنتاج الغذاء ، ولكن أيضًا لاستخراج أنواع مختلفة من المواد الخام.

- جميع كاسيات البذور لها أزهار ، وعادة ما تكون ثنائية الجنس (كلا الجنسين في نفس الزهرة).

- بذوره مغلفة في مبيض يتحول إلى ثمرة.

- تظهر بشكل عام إخصاب مزدوج.

تتكون كاسيات البذور من مجموعة وفيرة ومتنوعة للغاية ، ويعتبر تصنيفها موضوع دراسة العديد من المتخصصين في هذا المجال ، لذلك هناك بعض التناقضات بين تصنيف وآخر. ومع ذلك ، من بين الأكثر قبولًا أن هذه المجموعة تشمل الكليات:

- أمبوريلاليس

أو nymphaeales

- Austrobaileyales

- الماغنوليد

أو Laurales

أو Magnoliales

أو كانيلاليس

يا Piperales

يا أحادي الفلقة

• بتروسافيالز
• أكوراليس
• اليسماتاليس
• الهليون
• ديوسكورل
• ليلياليس
• بانداناليس

أو Commelinidos

• أريكاليس
• كومليناليس
• زينجيبراليس
• بواليس

أو Eudicotyledons

• بوكساليس
• تروخوديندراليس
• حوذان
• بروتيلات
• Berberidopsidales
• ديلينيالس
• المدفعية
• كاريوفيل
• سانتاليس
• ساكسيفراغاليس
• الورد
• مهم للغاية
• كروسوسوماتالس
• جيرانياليس
• Myrtales
• زيغوفيلاليس
• سيلاستراليس
• القرع
• فاباليس
• فاجاليس
• مالبيغياليس
• أوكساليدال
• روزاليس
• البساتين
• براسيكال
• مالفاليس
• سابينداليس
• الكويكبات
• كورناليس
• إريكاليس
• غارياليس
• الجنطيانا
• لاماليس
• Solanales
• أبياليس
• أكويفولياليس
• Asterales
• Dipsacales

دورة الحياة والتكاثر

تُعرف دورة حياة الحيوانات المنوية باسم "sporic" ، حيث يسود النبات البوغي ويتم إنتاج البذور ويتم تقليل الطور المشيجي ، على عكس مجموعات النباتات الأخرى ، داخل البويضة أو حبوب اللقاح.

تناوب الأجيال

من هذا يُفهم أن جميع النباتات التي تحتوي على بذور لها تناوب الأجيال ، واحد مشيجي وآخر بوغي ، لكن الطور المشيجي يتطور فقط عندما تصل النباتات إلى مرحلة البلوغ أو مرحلة التكاثر.

البوغات هي تلك التي تحمل الهياكل المتخصصة حيث يتم إنتاج الأنثى والذكور المشيجية. تنتج microsporangia حبوب اللقاح (ذكور) وتنتج البويضات الضخمة المساحات الضخمة أو البويضات (أنثى).

في بعض الحالات ، تم العثور على كل من megasporangium و microsporangium في أفراد أو هياكل مختلفة (عاريات البذور) ولكن بشكل عام ، في معظم النباتات ، كلاهما في نفس البنية المعروفة باسم زهرة (كاسيات البذور).

زهور

الزهرة هي بنية متخصصة للتكاثر وتنشأ من الساق كـ "امتداد" لجسم النبات.

يحتوي megasporangium الموجود في الأزهار على "وعاء" (المبيض) يعمل في استقبال حبوب اللقاح ، والتي يتم إنتاجها بواسطة microsporangium (من نفس الزهرة أو من أزهار مختلفة).

تحتوي البويضات الموجودة داخل المبيض على جميع العناصر الغذائية اللازمة لدعم نمو الجنين والبذرة والفاكهة ، وهي عملية تحدث بعد تلقيح البويضة وتخصيبها بحبوب اللقاح.

يمكن أن تنتشر البذور المنتجة بوسائل مختلفة ، وبمجرد أن تنبت ، تشكل نبتًا بوغيًا جديدًا يمكنه تكرار دورة الحياة.

أمثلة على أنواع الحيوانات المنوية

نباتات الحيوانات المنوية هي نباتات متنوعة للغاية ، لها دورات حياة وأشكال وأحجام وأساليب حياة مختلفة جدًا.

تنتمي إلى هذه المجموعة جميع النباتات المزهرة التي نعرفها ، تقريبًا جميع النباتات التي نستهلكها كطعام والأشجار العظيمة والمهيبة التي تتكون منها الغابات والأدغال التي تدعم حياة الحيوانات.

- ينتمي التفاح ، النموذجي لموسم الخريف في العديد من البلدان الموسمية ، إلى أنواع Malus domestica ، وهو جزء من قسم Magnoliophyta ورتبة Rosales.

- Pinus mugo هو نوع من شجيرة الصنوبر الذي ينمو في جبال الألب ويتم استخلاص بعض المركبات ذات الخصائص الطاردة للبلغم ومضادة للرباعية والمطهرة.

- الخبز الذي يستهلكه الإنسان يوميًا مصنوع من دقيق ينتج من بذور القمح ، وهو نوع من كاسيات البذور ينتمي إلى جنس Triticum ويسمى Triticum aestivum.

تطور الحيوانات المنوية

يرتبط تطور نباتات البذور ارتباطًا وثيقًا بتطور بنيتين: البذور وحبوب اللقاح.

- تطور البذور

تطور البذور هو عملية حدثت في عدة خطوات ، لكن التسلسل الدقيق لها غير معروف ، وربما حدث أن حدثين أو أكثر في نفس الوقت. بعد ذلك ، يتم تقديم "خطوات" تطور البذور كما يقترح بعض المؤلفين:

1-Heterosporia

يشير المصطلح إلى تكوين نوعين من الأبواغ أحادية الصيغة الصبغية (مع نصف الحمل الكروموسومي للنبات الذي أعطاها الأصل) داخل نوعين مختلفين من الأبواغ

- Megaspores: كبيرة وصغيرة في العدد ، تنتجها الانقسام الاختزالي في بنية تعرف باسم megasporangium. يتطور كل حجم ضخم داخل الطور المشيجي الأنثوي ، حيث توجد الأركونيا.

- Microspores: منتجات ميوتيك من microsporangium. تنشأ الميكروسبورات من الطور المشيجي الذكري ، حيث توجد الأنثيريديا.

تعتبر واحدة من "الخطوات" الأساسية أثناء تطور الحيوانات المنوية ، لأن حالة الأجداد تتكون من homosporium ، أي إنتاج نوع واحد فقط من الأبواغ (جراثيم متساوية).

2-إندوسبوريا

بالإضافة إلى تكوين نوعين مختلفين من الجراثيم ، طورت الحيوانات المنوية حالة أخرى تُعرف باسم endosporia ، والتي تتكون من التطور الكامل للنمط المشيجي الأنثوي داخل الجدار الأصلي للبوغ.

تُعرف حالة الأجداد باسم "exosporia" ولها علاقة بإنبات البوغ ونموها كطور مشيجي خارجي.

3-تقليص عدد الشركات الكبرى

تتميز نباتات البذور بإنتاج فجوة كبيرة واحدة ، وهي خاصية يُعتقد أنها تطورت بطريقتين.

في البداية ، كان عليهم اكتساب القدرة على تقليل عدد خلايا الانقسام الاختزالي داخل megasporangium إلى خلية واحدة فقط ؛ من المهم ملاحظة أن كل خلية من هذه الخلايا تُعرف باسم الخلية الأم الضخمة أو الخلايا الأم الضخمة.

بعد الانقسام الاختزالي ، تؤدي الخلية الضخمة ثنائية الصبغية المفردة إلى ظهور 4 مجموعات أحادية العدد. ثلاثة من هذه الشركات العملاقة "أجهضت" ، تاركةً فجوة عملاقة واحدة ، والتي تزداد في الحجم ، والتي ترتبط بزيادة الحجم والموارد الغذائية في أضخم حجم الشريان.

4-الاحتفاظ بالميغاسبور

أحد الشروط أو الخصائص الموروثة للنباتات المنوية هو أن البور الكبير ينطلق من megasporangium ، وهو شيء تغير في هذه المجموعة ، لأنه في هذه النباتات ، يتم الاحتفاظ بالمبور الضخم ، بمجرد إنتاجه ، داخل megasporangium.

وقد ترافق هذا "الاكتساب" التطوري الجديد ، بدوره ، مع انخفاض في سمك جدار الخلية الضخم.

5- تطور الغلاف

يعتبر العديد من المؤلفين أن هذا هو أحد الأحداث الأخيرة التي حدثت أثناء تطور نباتات البذور. إنه "تغطية" العمق الكبير بنسيج خاص يسمى التكامل ، والذي يحيط به بالكامل تقريبًا ، مع التعبير عن النهاية البعيدة.

ينمو الغلاف من قاعدة العمق الكبير ، والذي يمكن تسميته nucela في العديد من النصوص.

تظهر السجلات الأحفورية أن التكامل نشأ أولاً على شكل فصين منفصلين ، ومع ذلك ، فإن جميع نباتات البذور الموجودة اليوم لها غلاف يتكون من غطاء مستمر يحيط بالنواة باستثناء الميكروبيل ، وهو أقصى القاصي.

الميكروبيل هو موقع دخول حبوب اللقاح أو أنبوب حبوب اللقاح أثناء إخصاب المسام الضخم ، لذلك فهو يشارك بنشاط في هذه العملية.

- تطور حبوب اللقاح

كان تطور البذور مصحوبًا بشكل مباشر بتطور حبوب اللقاح ، ولكن ما هي حبوب اللقاح؟

حبوب اللقاح هي طور مشيجي داخلي غير ناضج للذكور. تطور الإندوسبوريوم في هذه الهياكل بطريقة مشابهة لما حدث في البذور ، حيث تضمن تطور الطور المشيجي الذكري داخل جدران البوغ.

إنهم غير ناضجين لأنه عندما يتم إطلاق سراحهم لم يتم تمييزهم بشكل كامل.

على عكس الأنواع الأخرى من النباتات ، وكما تمت مناقشته أعلاه ، فإن حبوب اللقاح تختلف كثيرًا عن النباتات الضخمة. هذه هي طيور مشيجية صغيرة للغاية من الذكور ، تتكون من عدد قليل من الخلايا.

عندما يتم إطلاقها من microsporangium ، يجب نقل حبوب اللقاح إلى micropyle من البويضة من أجل حدوث الإخصاب. كان الطابع السلفي للتلقيح هو أنيموفيليا (التلقيح بواسطة الرياح).

بمجرد ملامسة البويضة ، يكمل الطور المشيجي الذكر نموه عن طريق القسمة على الانقسام والتمايز. من هذا ينمو أنبوب حبوب اللقاح خارج الأبواغ (خارج البوغ) ، والذي يعمل كعضو لامتصاص العناصر الغذائية حول الأنسجة البوغية.

أنبوب حبوب اللقاح

تحتوي جميع نباتات البذور الموجودة اليوم على مشيجيات ذكور قادرة على تكوين أنبوب حبوب اللقاح بعد فترة وجيزة من ملامستها لأنسجة البؤرة الضخمة (النواة). يُعرف تكوين أنبوب حبوب اللقاح بالزواج الزهري.

بالإضافة إلى عمله كعضو لامتصاص الطعام ، يعمل أنبوب حبوب اللقاح في توصيل الخلايا المنوية إلى "بويضة" البويضة.

المراجع

1. ميريام وبستر. (و). نطفة منوية. في قاموس Merriam-Webster.com. تم الاسترجاع في 7 أبريل 2020 ، من موقع merriam-webster.com
2. نابورز ، ميغاواط (2004). مقدمة في علم النبات (رقم 580 N117i). بيرسون.
3. سيمبسون ، إم جي (2019). النظاميات النباتية. الصحافة الأكاديمية.
4. Raven ، PH ، Evert ، RF ، & Eichhorn ، SE (2005). بيولوجيا النباتات. ماكميلان.
5. ويستوبي م ، ورايس ب. (1982). تطور بذور النباتات واللياقة الشاملة للأنسجة النباتية. التطور، 36 (4) ، 713-724.